Osmoze ir ūdens kustība, kas notiek šūnu iekšienē caur daļēji caurlaidīgu membrānu.
Šajā procesā ūdens molekulas pāriet no mazāk koncentrētas vides uz koncentrētāku vidi.
Tāpēc osmoze kalpo, lai līdzsvarotu membrānas abas puses, izraisot ar izšķīdušo vielu bagātinātu barotni ar šķīdinātāju, kas ir ūdens.
Kā notiek osmoze?
Osmoze tiek uzskatīta par pasīvu transportu, tāpat kā pārejā caur membrānu netiek tērēta enerģija.
Osmozes procesā ūdenim, kas ir šķīdinātājs, ir tendence šķērsot daļēji caurlaidīgo membrānu, lai līdzsvarotu šķīduma koncentrāciju. Šo darbību veic, līdz osmotiskais spiediens ir stabilizējies.
Tāpēc ūdens pārvietojas no mazāk koncentrēta reģiona uz koncentrētāku, dabiski.
Ūdens pāreja no vienas barotnes uz otru tiek veikta šūnās, izmantojot olbaltumvielu transportēšanu membrānā, akvaporīnus. Tādējādi osmoze notiek ikreiz, kad starp šūnas ārējo un iekšējo vidi ir atšķirīgas koncentrācijas.
Osmozes rezultāts tiek izmantots dzīvnieku un augu šūnu barības vielu apmaiņas procesos.
Lasiet arī par Pasīvais transports un Aktīvais transports.
Hipotoniskais, izotoniskais un hipertoniskais šķīdums
Kā redzējām, osmozes procesa mērķis ir izlīdzināt šķīdumu koncentrācijas, līdz tiek sasniegts līdzsvars. Tam mums ir šāda veida risinājumi:
- hipertonisks risinājums: uzrāda augstāku osmotisko spiedienu un izšķīdušās vielas koncentrāciju.
- hipotonisks šķīdums: parāda zemāku osmotisko spiedienu un izšķīdušās vielas koncentrāciju.
- izotoniskais šķīdums: izšķīdušās vielas koncentrācija un osmotiskais spiediens ir vienādi, tādējādi sasniedzot līdzsvaru.
Tāpēc osmoze notiek starp hipertonisku (koncentrētāku) un hipotonisku (mazāk koncentrētu) veidu, kā radīt līdzsvaru.
osmozes piemēri
Šūnās plazmas membrāna ir apvalks, ko veido lipīdu divslānis, kas kavē ūdens kustību šūnā. Tomēr ir proteīni, kas specializējušies tā struktūrā, akvaporīni, kas darbojas kā kanāli, kas atvieglo ūdens molekulu pāreju.
Hipertoniskā vidē šūnām ir tendence samazināties, zaudējot ūdeni. Šūna, kas ievietota hipotoniskā vidē, var uzbriest, līdz tā saplīst, jo šūnā notiek ūdens kustība.
Zemāk skatiet, kā dzīvnieku un augu šūnās notiek osmoze.
Osmoze dzīvnieku šūnās
kad dzīvnieku šūnatāpat kā sarkanās asins šūnas tiek pakļautas barotnēm ar dažādu koncentrāciju, ūdens kustība šūnā notiek šādi:
Kad barotne ir bagāta ar izšķīdušo vielu, šķīdumu, kas ir hipertonisks attiecībā pret citoplazmu, šūnas barotnei zaudē ūdeni un nokalst.
Ja vidē ir maz izšķīdušās vielas, hipotoniska šķīduma, ūdens molekulas mēdz iekļūt šūnā, un, lai arī membrāna ir izturīga, atkarībā no daudzuma var rasties traucējumi.
Augu šūnu osmoze
Ūdens kustība augu šūnās notiek starp šūnu vakuolu un ārpusšūnu vidi.
augu šūna tai papildus plazmas membrānai ir ļoti izturīga šūnu siena, ko veido celuloze.
Tāpēc, atšķirībā no dzīvnieku šūnas, augu šūna pretojas traucējumiem, kad to ievieto hipotoniskā vidē, kur šūnā mēdz iekļūt ūdens. Šūna uzbriest, palielinot tās apjomu, bet šūnas siena novērš plīsumus.
Augu šūnas ūdens zudumu, kas tiek ievietots hipertoniskā vidē, sauc par plazmolīzi. Ūdens iekļūšanu vakuolā, kad šūna atrodas hipotoniskā vidē, sauc par turgenci, kad palielinās šūnu tilpums.
Kā osmotiskais spiediens ietekmē osmozi?
Izšķīdis ir jebkura viela, ko var atšķaidīt šķīdinātājā, piemēram, ūdenī izšķīdināts cukurs. Kamēr osmotiskais spiediens ir spiediens, kas izdarīts ūdens kustībai.
Tā kā osmoze ir process, kas notiek no vismazāk koncentrētas (hipotoniskas) līdz viskoncentrētākai (hipertoniskai) videi līdzsvara meklēšana, osmotiskais spiediens ir spiediens, kas tiek izdarīts uz sistēmu, lai novērstu osmozes rašanos dabiski.
Tāpēc, jo lielāka ir koncentrācijas starpība starp hipertonisko un hipotonisko barotni, jo lielākam jābūt osmotiskajam spiedienam, kas jāpieliek koncentrētākam šķīdumam, lai izvairītos no osmozes.
Uzziniet vairāk par osmotiskais spiediens.
Kas ir reversā osmoze un kā tā darbojas
Reversā osmoze ir ūdens pāreja pretējā virzienā osmozei. Tādējādi ūdens pāriet no koncentrētāka šķīduma uz mazāk koncentrētu.
Reversā osmoze notiek, pielietojot spiedienu, kas ir lielāks par dabisko osmotisko spiedienu.
Tā kā daļēji caurlaidīgā membrāna ļauj iziet tikai šķīdinātājam (tīram ūdenim), tā saglabā izšķīdušās vielas.
Reversās osmozes piemērs ir sālsūdens pārveidošana saldūdenī, veicot atsāļošanas procesu.
Uzziniet vairāk par apgrieztā osmoze.
Atšķirība starp osmozi un difūziju
Difūzija ir ļoti mazu ūdenī izšķīdinātu gāzu un izšķīdušo vielu molekulu šķērsošana caur plazmas membrāna. Šajā gadījumā izšķīdušās molekulas pāriet no koncentrētākas barotnes uz mazāk koncentrētu barotni. Viņi pārvietojas pa koncentrācijas gradientu un izkliedējas pa pieejamo vietu.
veicināja difūziju tā ir tādu vielu pāreja caur membrānu, kas neizšķīst lipīdos, ar olbaltumvielu palīdzību, kas caurstrāvo lipīdu divslāni.
Tāpat kā osmoze, arī difūzija tiek uzskatīta par a pasīvais transports, jo tas notiek par labu koncentrācijas gradientam.
Zinātkāre
Izteicienu "mācīšanās ar osmozi" plaši izmanto studenti, kuri vēlētos apgūt jaunu saturu, nemācoties, tas ir, nepieliekot pūles.
Lasiet arī:
- Izšķīdis un šķīdinātājs
- Nātrija un kālija sūknis
- Selektīvā caurlaidība
